一种激光能量计电热等效校准系统技术方案

本实用新型专利技术提供了一种激光能量计电热等效校准系统，所述的校准系统包括校准接口模块、流量监测仪、电加热装置、电能标准仪、调压电源、交流通断控制器和时间继电器。校准接口模块设置在能量计管路上，两端分别与能量计温度取样器和吸收体连接，校准接口模块、流量监测仪、电加热装置通过管路依次连接，调压电源、交流通断控制器、电加热装置依次电连接，电能标准仪与电加热装置电连接，时间继电器与交流通断控制器电相连。该系统借助水的流动性，采取在吸收体附近外接大功率源的方式，有效的提高了校准功率，同时也保证了校准的等效性。（*该技术在2021年保护过期，可自由使用*）

【技术实现步骤摘要】

一种激光能量计电热等效校准系统
本技术属于激光参数诊断领域，具体涉及一种激光能量计电热等效校准系统，适用于水流作为冷却介质的大功率激光能量计的校准。
技术介绍
对用于大功率、高能量激光能量测量的激光能量计，通常先采用吸收体将光能转换成热能，然后用水对吸收体冷却，防止吸收体的温升太高而损坏。在吸收体两端的主管路上分别安装有一个温度取样器，通过测量水流经过吸收体前后的温差计算出吸收体的能量增量，通过这种间接方法得到入射激光的能量。激光能量计的校准大多采用电光等效或者电热等效方法，一般在吸收腔内安装大功率灯组或者在吸收体上缠绕加热丝，再根据消耗的电能与激光能量计的测量值进行比较，达到校准的目的。在激光能量计校准过程中，如果校准系统的等效功率比被校激光能量计的使用功率低数个量级时，将无法完全模拟实际的使用效果，校准精度很难保证。目前的大功率激光能量计吸收体内能够用来安装灯组和缠绕加热丝的空间有限，等效功率通常只能达到数千瓦，成为制约大功率激光能量计校准技术发展的最大瓶颈。
技术实现思路
为了克服现有大功率激光能量计校准系统校准功率低、校准等效性差等缺点，本技术提供一种激光能量计等效校准系统。本技术可有效提高校准功率和校准的等效性。本技术的激光能量计电热等效校准系统，其特点是，所述的校准系统包括校准接口模块、流量监测仪、电加热装置、电能标准仪、调压电源、交流通断控制器和时间继电器；校准接口模块设置在能量计管路上，两端分别与能量计温度取样器和吸收体连接，校准接口模块、流量监测仪、电加热装置通过管路依次连接，调压电源、交流通断控制器、电加热装置依次电连接，电能标准仪与电加热装置电连接，时间继电器与交流通断控制器电相连。所述的校准接口模块包括入水端口 I、出水端口 I、入水端口 II、出水端口 II、阀门 I、阀门II、阀门III、三通I和三通II，其中入水端口 II、阀门I和阀门III通过三通I连接，阀门III、阀门II和出水端口 II通过三通II连接，阀门I、入水端口 I通过管路连接， 阀门II、出水端口 I通过管路连接。所述的电加热装置包括电加热丝、接线盘、加热容器、入水管阀和出水管阀。所述的电加热装置加热功率大于10kW。所述的电加热丝的数量设置成两根或者两根以上。在使用激光能量计进行激光能量测量时，本技术的激光能量计校准系统与激光能量计断开连接，校准系统不影响激光能量计的正常工作。在使用激光能量计校准系统对激光能量计进行校准时，水流通过校准接口模块进入校准系统，并到达电加热装置中，电加热装置由交流通断控制器控制，通断时间由时间继电器提前设定。电能标准仪监测电加热装置两端的电压、电流、功率和消耗的电能。流量监测仪监测校准过程中的流量变化，调压电源提供稳定的电压、电流。通过温度取样器获得水流经过校准系统及吸收体后的水流温度增量，再结合水流量计算出水流的能量增量，水流的能量增量就等于被校激光能量计的能量测量值。电能标准仪可准确的测出电加热丝上消耗的能量，水流的能量增量就等效于电加热丝上消耗的电能，用电能标准仪测量的电能值去修正被校激光能量计的能量测量值，达到校准的目的。 本技术利用水流的流动性，采取在激光能量计附近外接大功率源的方式，大大提高了校准功率，同时也保证了校准的等效性。系统的结构简单、价格低廉、校准精度高， 不会对激光能量计的正常使用造成任何影响。以下结合附图和实施例对本技术进一步说明。附图说明图1为本技术的激光能量计电热等效系统结构示意图。图2为本技术的激光能量计电热等效系统校准接口模块结构示意图。图3为本技术的激光能量计电热等效系统电加热装置结构示意图。图中，1.温度取样器 3.校准接口模块5.流量监测仪 6.电加热装置 7.调压电源 9.交流通断控制器 10.时间继电器12.电能标准仪 14.吸收体 15.入水端口 II 16.三通I 17.阀门I 18.入水端口 I 19.出水端口 I 20.阀门II 21.三通II 22.出水端口 II 23.阀门III 24.电加热丝 25.加热容器 26.入水管阀 28.出水管阀 30.接线盘。具体实施方式图1中，本技术的一种激光能量计电热等效系统包括校准接口模块3、流量监测仪5、电加热装置6、电能标准仪12、调压电源7、交流通断控制器9、时间继电器10 ；其中校准接口模块3包括入水端口 118、出水端口 119、入水端口 1115、出水端口 1122、阀门117、 阀门1120、阀门11123、三通116和三通1121 ；电加热系统6包括电加热丝对、接线盘30、加热容器25、入水管阀沈和出水管阀观；电能标准仪12包括钳形电流互感器、电压测试线和主机；校准接口模块3设置在能量计主管路上，并通过主管路分别与温度取样器1和吸收体 14相连接，校准接口模块3通过辅助连接管路依次与流量监测仪5、电加热装置6连接，并最终构成一个回路，主管路的管径与辅助连接管路的管径相同，这样可以减少流量的波动， 提高系统的校准精度，主管路和辅助连接管路的连接方式可采用螺纹或者法兰连接。调压电源7通过连接电缆依次与交流通断控制器9、电加热装置6连接，电能标准仪12中的钳形电流互感器夹在连接电缆上，电能标准仪12中电压测试线两端接在电加热装置6上，时间继电器10与交流通断控制器9的控制回路相连接。图2中，入水端口 II15 —端通过主管路与能量计温度取样器相1连接，另外一端通过三通116分别与阀门III23和阀门117连接，出水端口 1122 —端通过主管路与吸收体 14连接，另外一端通过三通1121分别与阀门III23和阀门1120连接，阀门117通过辅助连接管路依次与入水端口 118、流量监测仪5、电加热装置6、出水端口 119、阀门1120连接。为了便于使用和维护，出水端口 119和入水端口 118采用快速接头。辅助连接管路采用橡胶软管，便于系统的安装和调试。激光能量计和电热等效校准系统在设计中可以统筹考虑， 将校准接口模块3与激光能量计设计成一体，既美观又使用方便。 图3中，电加热丝M均勻的设置在加热容器25内部，电加热丝M两端固定在接线柱上，接线柱通过法兰或者螺纹固定在接线盘30上，接线盘30设置在加热容器25顶端， 两者之间设置有密封垫圈，入水管阀26和排水阀焊接在加热容器25底部，出水管阀观焊接在电加热容器25上部，电加热容器25采用不锈钢材料制成，电加热容器25的厚度不小于5mm，以确保尽可能少的热量损失。电加热装置6中电加热丝M的数量设置成两根或者两根以上，这样既可减少单根电加热丝M截面上通过的电流强度，又可以提高校准系统的可维护性。电加热装置6加热功率大于10kW，这样可增加水流的温升，从而提高系统的测量精度和电光等效性。由于水自身的浮力，将入水管阀26设置在电加热容器25的底部，同时将出水管阀观设置在电加热容器25上部可以使水流加热更加均勻和充分。接线盘30和电加热容器25之间采用螺母连接，并通过两者之间的密封垫圈达到密封效果。本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种激光能量计电热等效校准系统，其特征在于所述的系统包括校准接口模块 (3)、流量监测仪(5)、电加热装置(6)、电能标准仪(12)、调压电源(7)、交流通断控制器(9) 和时间继电器(10)；校准接口模块(3)设置在能量计管路上，两端分别与能量计温度取样器⑴和吸收体(14)连接，校准接口模块(3)、流量监测仪(5)、电加热装置(6)通过管路依次连接，调压电源(7)、交流通断控制器(9)、电加热装置(6)依次电连接，电能标准仪(12) 与电加热装置(6)电连接，时间继电器(10)与交流通断控制器(9)电相连。2.根据权利要求1所述的激光能量计电热等效校准系统，其特征在于所述的校准接口模块(3)包括入水端口 I (18)、出水端口 I (19)、入水端口 II (15)、出水端口 II 02)、阀门 I (17)、阀门II 00)、阀门III (23)、三通1(16)和三通II (21)，其中入水端口 II (15)、阀门 1(17)和阀门111...

【专利技术属性】
技术研发人员：魏继锋，彭勇，周山，田英华，关有光，高学燕，胡晓阳，谢川林，何均章，
申请(专利权)人：中国工程物理研究院应用电子学研究所，
类型：实用新型
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